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不久的未来手机充电仅需几秒 容量更大让我们期待

   日期:2017-08-27     来源:绿色建材网    浏览:13    评论:0    
核心提示:一组来自中佛罗里达大学(UCF)的科学家开发了一款超级电容的原型,它有着 30,000 次充放寿命,而最厉害的是其高容量,以及要比一般
 一组来自中佛罗里达大学(UCF)的科学家开发了一款超级电容的原型,它有着 30,000 次充放寿命,而最厉害的是其高容量,以及要比一般锂电池要快 20 倍的充电速度。UCF 的代表指这种电池技术能让手机只需要充电数秒,就能有数日的续航力。

据 UCF 的研究员所说,整合石墨和其他物料到超级电容的工作是极具挑战的。他们最后的解决方法是把只有数个原子厚度的 2D 金属物料(TMDs)卷起来,把它围绕着高导电的 1D 纳米线材,让电子能快速从核心跑到外壳上。这种快速充电物料能保持高电容和能量密度之余,还容易生产。研究员续指他们开发了一个简单的化学合成方式,使得他们可以很好地整合现有物料至两维度物料上。

这研究结果距离商用化还有一段距离,但他们却已经认为超级电容如果应用在小件的电子产品上,其能量密度、电力密度和循环稳定性都要比现有的产品都要优越。这项研究的目的其实也只是用来「证实概念」,团队也尝试为开发过程申请专利。虽然这也可能有如其他的电池技术一样无疾而终,但一旦投入商用,相信会改变整个电子产品市场面貌啊。

超级电容能快充的秘密是因为它能在物料表面用静电储存电力,而不是像传统电池般通过化学反应。这做法需要拥有极大表面面积的「二维」物料来存放大量电子。而在一些类似的研究中,包括电动车厂 Henrik Fisker 和 UCLA 都选择以石墨来充当这二维物料。

据科技部官方微博"锐科技"8月15日消息,中国在"新型超级电容器"方面,突破了高能量密度高功率密度长寿命超级电容器的制备技术瓶颈,研制了多孔石墨烯、高耐压电解质盐和电解液、纤维素隔膜等材料,开发了干法制备电极片中试技术,突破了(3.0V/12000F)超级电容器产业化的核心技术,产品已在机械能回收、超级电容器轨道车辆方面在国内外获得应用。目前国内在超级电容器方面从材料、器件到系统集成已形成核心技术体系,改变了超级电容器在十一五期间由国外产品垄断的局面。

在"长寿命锰酸锂系储能电池"方面,开展了层状锰酸锂、表面包覆单晶锰酸锂、铝钴共掺杂锰酸锂正极材料、沥青和树脂衍生的硬碳负极材料、功能电解液的研究,以及单体电池、模块和储能系统的研究,掌握了长寿命低成本锂离子储能系统的产业化关键技术,单体寿命已经超过3000次,最高达到6000次。在国际上完首次成了2套50kW/100kWh级层状锰酸锂/硬碳锂离子电池储能系统的开发并示范运行;同时开发了20kWh家用太阳能发电储能系统,3kWh备用应急电源等应用示范。

在"全固态锂离子储能电池"方面,成功开发出高电导率的Li2S-P2S5二元系和Li2S-GES2-P2S5三元系固体电解质,掌握了Li2S-P2S5体系玻璃陶瓷固体电解质材料的制备方法,非晶前驱体的制备方法取得较大突破,实现了高效率的稳定制备。目前已经实现硫化物固态电解质的公斤级制备能力。研制了具有核壳结构和组分梯度的高镍组分层状正极材料。采用上述二元系硫化物固体电解质和正极,研制了容量为4.0Ah和8.0Ah的固态锂电池,室温循环次数达到了500次,优化了大型全固态软包电池的组装工艺,推进了全固态锂离子电池的产业化进程。

本项目的实施,在一定程度上满足了可再生能源和智能电网的大规模储能需求,促进了风能、太阳能的有序开发与资源合理配置,提高了间歇性新能源的并网技术水平,为我国储能电池材料-电池-集成-示范产业链提供了较为完整的技术支撑体系,为今后该产业的可持续发展构建了具有国际竞争力的产业化平台,促进了中国储能行业的发展,增强了中国能源可持续发展的战略地位,市场前景广阔。

 
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